a114
| 14 |
|---|
Ένα σύμπαν ή δύο;
** **Ποιες είναι οι σημερινές speculated ιδέες;
Δύο αναφορές:
R. Foot και R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 αρ. 11, 1η Δεκ. 1995
Z.G. Berezhiani και R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 αρ. 11 - 1η Δεκ. 1995.
Αυτές οι δύο εργασίες αφιερώνονται στο πρόβλημα του ελλείμματος ηλιακών νετρίνων. Ο Foot και ο Volkas πιστεύουν ότι το Σύμπαν αποτελείται από δύο «τομέα», εναντιομορφικούς. Ονομάζουν τον δεύτερο τομέα «τομέα-καθρέφτη» (φαινόμενο Jonas, ίσως...). Αυτό το δεύτερο σύμπαν είναι P-συμμετρικό (βλ. Γεωμετρική Φυσική Β, αφιερωμένη στη θεωρία των ομάδων). Ο Foot και ο Volkas προτείνουν ότι η ενέργεια, στο κέντρο του Ήλιου, μεταφέρεται από κανονικά νετρίνα και «νετρίνα-καθρέφτη». Προτείνουν να επεκτείνουμε το σύμπαν μας συμπεριλαμβάνοντας έναν P-συμμετρικό τομέα. Από τη δεκαετία του 1950, γνωρίζουμε ότι το σύμπαν μας δεν είναι τέλεια συμμετρικό. Βλ.: T.D. Lee και C.N. Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)
Όταν συμβαίνουν τυπικά «δεξιά» διεργασίες, κατά τη διάρκεια ενός χαρακτηριστικού χρόνου, η συμμετρική διεργασία, «αριστερά», συμμετρική-καθρέφτη, συνεπάγεται ένα ελαφρώς διαφορετικό χαρακτηριστικό χρόνο (η διαφορά είναι 10⁻⁹). Αυτή η συμμετρική διεργασία ανήκει στον κόσμο της αντιύλης. Έχει προβλεφθεί και παρατηρηθεί (Νόμπελ). Αυτό ονομάζεται παραβίαση της αρχής της συμμετρίας. Αφορά «τον τομέα μας». Ο Foot και ο Volkas προτείνουν την ύπαρξη ενός σύμπαντος-δίδυμου, με αντίστροφη παραβίαση συμμετρίας. Υποθέτουν ότι το σύνολο: ο τομέας μας συν ο τομέας-καθρέφτης, σχηματίζει μια οντότητα πλήρως P-συμμετρική. Ο «τομέας-καθρέφτης» του Foot και του Volkas είναι P-συμμετρικός σε σχέση με τον δικό μας.
Όπως παρουσιάζεται στη Γεωμετρική Φυσική Β:
J.P. Petit & P. Midy: Γεωμετροποίηση της αντιύλης μέσω της συζευγμένης δράσης μιας ομάδας στον χώρο των ορμών της. 4: Ομάδα-δίδυμο [Γεωμετρική Φυσική Β, 4, 1998].
Έχουμε κατασκευάσει έναν κόσμο-δίδυμο CPT-συμμετρικό. Ακολουθώντας αυτή την ιδέα, το 50% της απελευθερωμένης ενέργειας θα μπορούσε να μεταφέρεται από «νετρίνα-καθρέφτη CPT-συμμετρικά».
Υπάρχει ένας άλλος λόγος για να προσπαθήσουμε να φανταστούμε κάτι διαφορετικό από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Στο πολύ αρχικό σύμπαν, ο κόσμος είναι συγκρίσιμος με το εβραϊκό tohu-bohu. Όπως είπε ο Steven Weinberg, σε εκείνη τη στιγμή, το Σύμπαν είναι ένα μείγμα όλων των ειδών ακτινοβολιών. Εννοεί ότι αν βρεθούν φωτόνια, νετρίνα και αντινετρίνα, τα massive σωματίδια (και τα αντισωματίδιά τους) κινούνται με ταχύτητα πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός.
Τα φωτόνια δίνουν ζεύγη σωματίδιο-αντισωματίδιο. Στη συνέχεια, αυτά συγκρούονται και annihilate, παράγοντας φωτόνια υψηλής ενέργειας. Και ούτω καθεξής.
Στη συνέχεια, η διαστολή ψύχει τα φωτόνια, των οποίων η θερμοκρασία ακτινοβολίας μεταβάλλεται ως 1/R, όπου R είναι η μέση απόσταση μεταξύ δύο σωματιδίων. Όταν δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να παράγουν ζεύγη, αυτή η παραγωγή σταματά. Στη συνέχεια, η annihilation καταστρέφει την ύλη και την αντιύλη, μέσω μιας μη αντιστρεπτής διεργασίας.
Το κύριο ερώτημα γίνεται:
- Γιατί είμαστε εδώ, εσύ και εγώ; Γιατί αυτή η αμοιβαία μάχη δεν έχει εξαφανίσει πλήρως τις δύο εχθρικές αδελφές: ύλη και αντιύλη;
Απάντηση; Καμία απάντηση......
Χαμένη, η μισή του σύμπαντος. Αν κάποιος έχει πληροφορίες, παρακαλώ επικοινωνήστε άμεσα με ένα εργαστήριο θεωρητικής φυσικής.
Το 1967, ο Ρώσος ακαδημαϊκός Andrei Sakharov ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι η «κοσμογένεση» θα μπορούσε να παράγει δύο σύμπαντα αντί για ένα:
A. Sakharov: «Παραβίαση CP και βαρυονική ασυμμετρία του Σύμπαντος». ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Μετάφραση JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: «Κοσμολογικό μοντέλο πολλών φύλλων». Προδημοσίευση του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Μόσχα 1970
A. Sakharov: «Κοσμολογικό μοντέλο του Σύμπαντος με αναστροφή του διανύσματος του χρόνου». ZhETF 79: 689-693 (1980); μετάφραση στο Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: «Τοπολογική δομή των στοιχειωδών σωματιδίων και ασυμμετρία CPT» στο «Προβλήματα θεωρητικής φυσικής», αφιερωμένο στη μνήμη του I.E. Tamm, Nauka, Μόσχα 1972, σελ. 243-247
Στην όραση του Sakharov, οι δύο βέλη του χρόνου είναι αναστραμένα. Πρότεινε επίσης ότι τα δύο σύμπαντα-δίδυμα θα μπορούσαν να είναι εναντιομορφικά.
Έκανα το ίδιο, δέκα χρόνια αργότερα, αγνοώντας τις εργασίες του Sakharov. Αναφορά:
[1]: J.P. Petit: Σύμπαντα εναντιομορφικά με αντίθετα βέλη του χρόνου. Comptes Rendus της Ακαδημίας Επιστημών του Παρισιού, τ. 284, σειρά Α, 1977, σ. 1315
(Σύμπαντα εναντιομορφικά με αντίθετα βέλη του χρόνου)
[2]: J.P. Petit: Σύμπαντα σε αλληλεπίδραση με την εικόνα τους στον καθρέφτη του χρόνου. Comptes Rendus της Ακαδημίας Επιστημών του Παρισιού, τ. 284, σειρά Α, (6 Ιουνίου) 1977, σ. 1413
(Σύμπαν αλληλεπιδρών με την καθρέφτη-εικόνα του στον χωροχρόνο): το «φαινόμενο Jonas».
Οι θεωρητικοί των υπερχορδών διερευνούν το θεμελιώδες αντικείμενο που αποτελεί το σύμπαν, το κλειδί για τη Θεωρία των Πάντων (TOE). Πιστεύουν ότι έχουν καθορίσει τις ιδιότητες συμμετρίας που θα πρέπει να possesses αυτό το άγνωστο αντικείμενο (σύμφωνα με διαφορετικές παραλλαγές), βασισμένες στη θεωρία των ομάδων. Η ομάδα E8 x E8 είναι μία από τις παραλλαγές. Οι ομάδες είναι οι «πατερίδες της γεωμετρίας». Η Γαλιλαϊκή ομάδα, που μεταφράζει όλες τις ιδιότητες του χωροχρόνου μας (χωρικές μεταθέσεις, περιστροφές, συν χρόνικές μεταθέσεις), στην πιο απλή (Ευκλείδεια, με απόλυτο χρόνο) μορφή της, γεννά έναν Ευκλείδειο χωροχρόνο.
Η ομάδα Lorentz παράγει τον χωροχρόνο Minkowski (αυτόν της Ειδικής Σχετικότητας).
Οι θεωρητικοί των υπερχορδών αναζητούν τη γεωμετρία ενός χώρου δέκα διαστάσεων που υπακούει σε ειδικές ιδιότητες συμμετρίας που όλες οι στοιχειώδεις σωματίδια, γνωστές και άγνωστες, υπακούουν.
Ας υποθέσουμε ότι έχω έξι ποσότητες:
x, y, z, a, b, g.
Αποφασίζω, για παράδειγμα, ότι μπορώ να προσθέσω ή να αφαιρέσω από τις πρώτες τρεις, ακέραιο αριθμό φορές, μια ποσότητα a, και ότι μπορώ να προσθέσω ή να αφαιρέσω από τις επόμενες τρεις, ακέραιο αριθμό φορές, p/2. Αυτό αποτελεί μια ομάδα. Τα ουδέτερα στοιχεία της consist στην προσθήκη ή αφαίρεση μιας μηδενικής ποσότητας. Υπάρχει ένα αντικείμενο που ικανοποιεί αυτές τις σχέσεις — ο κύβος. Ο χώρος που προκύπτει από αυτή τη δομή ομάδας είναι τριών διαστάσεων, στρωμένος με κύβους. Ένα είδος κρυστάλλου.
Η κρυσταλλογραφία βασίζεται εξ ολοκλήρου στη θεωρία των ομάδων. Όταν έχουμε την ομάδα, έχουμε τον τρόπο με τον οποίο ο κρύσταλλος είναι κατασκευασμένος.
Θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι θεωρητικοί των υπερχορδών πιστεύουν ότι έχουν ήδη τις σωστές ομάδες, αλλά αναζητούν τώρα τον αντίστοιχο κρύσταλλο. Ένα κρύσταλλο δέκα διαστάσεων. Έχουν τις ομάδες, αλλά όχι το αντικείμενο. Έχουν το κλειδί, αλλά όχι το κτίριο που το συνοδεύει.
Όλα αυτά δίνουν αφορμή για πραγματικά υπερρεαλιστικές ανταλλαγές στα συνέδρια, όπως αυτό που έλαβε χώρα πρόσφατα στο Aspen, Colorado. Το περιοδικό Scientific American το ανέφερε στο τεύχος του Ιανουαρίου 1996, σε ένα άρθρο με τίτλο «Εξηγώντας τα πάντα», από τη Madhusree Mukerjee, συντάκτρια. [...]
Αναζητώντας αυτό το μαγικό αντικείμενο που υποτίθεται ότι οργανώνει το σύμπαν δέκα διαστάσεων, κάποιοι μιλούν για «σφαίρες με καρφιά», σκαντζόχοiros καλυμμένους με διανύσματα, ή «τριχωτές κάμπιες», μεμβράνες πέντε διαστάσεων (Duff, από το Imperial College του Λονδίνου), ικανές να τυλίγονται «όπως το δέρμα ενός λουκάνικου».
Ο Schwarz, από το Caltech (ένας από τους πρωτοπόρους της θεωρίας), προσθέτει: «Θα έπρεπε να ήμουν οδηγός φορτηγού!»
Άλλοι μιλούν για «μαύρες τρύπες μηδενικής μάζας».
Ο Jeffrey A. Harvey, από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, exclamé:
«Αυτό σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες σας έχουν μηδενική μάζα; Κινούνται με την ταχύτητα του φωτός;»
«Όχι, δεν έχουν τίποτα, καμία ορμή», απαντά ο Gary T. Horowitz από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Santa Barbara.
«Ω, μαλακίες!» exclamé ο Leonard Susskind από το Stanford.
Δεν έχουν ενέργεια, δεν έχουν ορμή — δεν υπάρχει τίποτα μέσα!» protest Harvey.
Strominger: «Ίσως σε某些 περιοχές του σύμπαντος, portions του χώρου υπάρχουν με τη μορφή μικρών σταγόνων, στις οποίες οι μαύρες τρύπες θα μετατρέπονταν σε χορδές, και vice versa. Στο περιβάλλον μας, αυτές οι μικρές σταγόνες θα μπορούσαν να φαίνονται να navigate σε virtual universes, που θα υπήρχαν για ένα infinitesimal period of time, αφού θα disappeared αμέσως, πριν even να παρατηρηθούν.»
Susskind: «Προσωπικά, νομίζω ότι είναι crap.»
Το 1986, κάποιος ζήτησε από έναν ερευνητή να summarize τη «Θεωρία των Πάντων» σε επτά λέξεις, και αυτός απάντησε:
- Oh, Lord, why have you forsaken me?
Όλα αυτά είναι ενδιαφέροντα, αλλά δεν είναι finished, όπως μπορούμε να δούμε. Ποτέ στην ιστορία της φυσικής μια θεωρία δεν έχει προκαλέσει τέτοιες convulsions όπως τώρα, όταν δέκα άρθρα δημοσιεύονται κάθε μέρα στο θέμα. Και δεν μπορούμε να πούμε αν το βουνό will give birth to a mouse ή το mouse to a mountain.
Anyway, some superstring men:
- Schwarz (Caltech)
- Green (Queen Mary College)
- Nobel Prize winner Abdus Salam (Director of the theoretical physics center of Trieste, Italy, and professor at the Imperial College London).
Their starting point: E8 x E8.
Reference: «Supercordes, une théorie du tout?». PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz:
Η δεύτερη συμμετρία αναφέρεται σε ένα άλλο είδος ύλης, που συχνά ονομάζουμε shadow-matter. Τέτοια shadow-objects θα ήταν invisible για εμάς.
Michael Green ** **:
Από τη θεωρία, βρίσκουμε ένα νέο είδος ύλης που δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε directly, optically, γιατί θα interact με την κανονική ύλη μόνο μέσω της βαρυτικής δύναμης. Αλλά τα shadow particles θα μπορούσαν να interact μεταξύ τους μέσω άλλων δυνάμεων.
Abdus Salam:
Από τη θεωρία των υπερχορδών, μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα άλλο σύμπαν που θα interact με το δικό μας μόνο μέσω της βαρυτικής δύναμης. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η supersymmetry είναι broken στο δικό μας σύμπαν και θα μπορούσε να bring some original insight στο πρόβλημα του φάσματος masses των διαφορετικών σωματιδίων.
Anyway, nothing more seems to come, except these short sentences.
Πώς μπορούμε να imagine δύο worlds interacting μόνο μέσω της βαρύτητας; Ας επιστρέψουμε στο σκάκι, με τις δύο distinct teams of players.